詳細(xì)說明：導(dǎo)電膠 的研究和應(yīng)用
1． 導(dǎo)電膠 的概述
高導(dǎo)電率環(huán)氧導(dǎo)電膠 SLONT2808 中低導(dǎo)電率環(huán)氧導(dǎo)電膠 2806。（雙組份）
高導(dǎo)電率硅基導(dǎo)電膠 SLONT1808 中低導(dǎo)電率硅基導(dǎo)電膠 1806。（雙組份）
導(dǎo)電膠 是**種固化或干燥后具有**定導(dǎo)電性能的膠粘劑,它通常以基體樹脂和導(dǎo)電填料即導(dǎo)電粒子為主要組成成分, 通過基體樹脂的粘接作用把導(dǎo)電粒子結(jié)合在**起, 形成導(dǎo)電通路, 實(shí)現(xiàn)被粘材料的導(dǎo)電連接。由于 導(dǎo)電膠 的基體樹脂是**種膠黏劑, 可以選擇適宜的固化溫度進(jìn)行粘接, 如環(huán)氧樹脂膠黏劑可以在室溫至150℃ 固化, 遠(yuǎn)低于錫鉛焊接的200℃以上的焊接溫度, 這就避免了焊接高溫可能導(dǎo)致的材料變形、電子器件的熱損傷和內(nèi)應(yīng)力的形成。同時(shí), 由于電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發(fā)展, 鉛錫焊接的0.65mm的**小節(jié)距遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了導(dǎo)電連接的實(shí)際需求, 而 導(dǎo)電膠 可以制成漿料, 實(shí)現(xiàn)很高的線分辨率。而且 導(dǎo)電膠 工藝簡(jiǎn)單, 易于操作, 可提高生產(chǎn)效率, 也避免了錫鉛焊料中重金屬鉛引起的環(huán)境污染。所以 導(dǎo)電膠 是替代鉛錫焊接, 實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接的理想選擇。
目前 導(dǎo)電膠 已廣泛應(yīng)用于液晶顯示屏（LCD）、發(fā)光二**管（LED）、集成電路(IC)芯片、印刷線路板組件(PCBA)、點(diǎn)陣塊、陶瓷電容、薄膜開關(guān)、智能卡、射頻識(shí)別等電子元件和組件的封裝和粘接, 有逐步取代傳統(tǒng)的錫焊焊接的趨勢(shì)。
2. 導(dǎo)電膠 的分類及組成
2.1 導(dǎo)電膠 的分類
導(dǎo)電膠 種類很多, 按導(dǎo)電方向分為 各向同性導(dǎo)電膠（ICAs，Isotropic Conductive Adhesive）和 各向異性導(dǎo)電膠（ACAs，Anisotropic Conductive Adhesives）。ICA是指各個(gè)方向均導(dǎo)電的膠黏劑, 可廣泛用于多種電子領(lǐng)域；ACA則指在**個(gè)方向上如Z方向?qū)щ? 而在X和Y方向不導(dǎo)電的膠黏劑。**般來說ACA的制備對(duì)設(shè)備和工藝要求較高, 比較不容易實(shí)現(xiàn), 較多用于板的精細(xì)印刷等場(chǎng)合, 如平板顯示器（FPDs）中的板的印刷 。
按照固化體系導(dǎo)電膠又可分為室溫固化導(dǎo)電膠、中溫固化導(dǎo)電膠、高溫固化導(dǎo)電膠、紫外光固化導(dǎo)電膠等。室溫固化導(dǎo)電膠較不穩(wěn)定, 室溫儲(chǔ)存時(shí)體積電阻率容易發(fā)生變化。高溫導(dǎo)電膠高溫固化時(shí)金屬粒子易氧化, 固化時(shí)間要求必須較短才能滿足導(dǎo)電膠的要求。目前**外應(yīng)用較多的是中溫固化導(dǎo)電膠（低于150℃）, 其固化溫度適中, 與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配, 力學(xué)性能也較優(yōu)異, 所以應(yīng)用較廣泛。紫外光固化導(dǎo)電膠將紫外光固化技術(shù)和導(dǎo)電膠結(jié)合起來, 賦予了導(dǎo)電膠新的性能并擴(kuò)大了導(dǎo)電膠的應(yīng)用范圍, 可用于液晶顯示電致發(fā)光等電子顯示技術(shù)上, 國外從上世紀(jì)九十年代開始研究, 我國近年也開始研究。
2.2 導(dǎo)電膠 的組成
導(dǎo)電膠 主要由樹脂基體、導(dǎo)電粒子和分散添加劑、助劑等組成。目前市場(chǎng)上使用的導(dǎo)電膠大都是填料型。
填料型導(dǎo)電膠的樹脂基體, 原則上講, 可以采用各種膠勃?jiǎng)╊愋偷臉渲w, 常用的**般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系。這些膠黏劑在固化后形成了導(dǎo)電膠的分子骨架結(jié)構(gòu), 提供了力學(xué)性能和粘接性能保障, 并使導(dǎo)電填料粒子形成通道。由于環(huán)氧樹脂可以在室溫或低于150℃固化, 并且具有豐富的配方可設(shè)計(jì)性能, 目前環(huán)氧樹脂基導(dǎo)電膠 占主導(dǎo)地位。導(dǎo)電膠要求導(dǎo)電粒子本身要有良好的導(dǎo)電性能粒徑要在合適的范圍內(nèi), 能夠添加到導(dǎo)電膠基體中形成導(dǎo)電通路。導(dǎo)電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及**些導(dǎo)電化合物
3． **外研究狀況及前景
目前, **生產(chǎn)導(dǎo)電膠的**主要有上海合成
樹脂研究所, 國外企業(yè)有日本的日立公司、Three-Bond公司、美國Epoxy的公司、slont公司，Ablistick公司，Loctite公司、3M公司等。已商品化的導(dǎo)電膠種主要有導(dǎo)電膠膏、導(dǎo)電膠漿、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠帶等組分有單、雙組分。導(dǎo)電膠**般用于微電子封裝、印刷電路板、導(dǎo)電線路粘接等各種電子領(lǐng)域中。
導(dǎo)電膠 作為錫膏的換代產(chǎn)品有著廣闊的前景,但是目前與錫膏或錫焊相比仍存在著成本高的問題, 而且導(dǎo)電穩(wěn)定性和耐久性仍有待于提高。今后的研究方向首先是對(duì)現(xiàn)有粘接體系的改進(jìn), 如對(duì)環(huán)氧樹脂的稀釋、復(fù)合和改性, 使其既有著良好的力學(xué)性能又與導(dǎo)電粒子有良好的配合和適宜的潤(rùn)濕作用。通過對(duì)固化動(dòng)力學(xué)的研究, 分析固化過程中活性基團(tuán)的變化以及交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成過程中導(dǎo)電粒子聚集態(tài)的變化規(guī)律, 優(yōu)化固化體系。**二是制備出導(dǎo)電率高、性能穩(wěn)定、耐腐蝕和環(huán)境影響的導(dǎo)電粒子, 降低成本, 并提高導(dǎo)電膠的穩(wěn)定性和可靠性。**三是發(fā)展新型的固化方式, 提高其工藝性, 實(shí)現(xiàn)低溫或者室溫固化, 如固化、電子束固化等。
4．導(dǎo)電膠 的應(yīng)用領(lǐng)域
（1）導(dǎo)電膠粘劑 用于微電子裝配，包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連接，粘接導(dǎo)線與管座，粘接元件與穿過印刷線路的平面孔，粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ)。
（2）導(dǎo)電膠粘劑 用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊。導(dǎo)電膠粘劑作為錫鉛焊料的替代晶，其主要應(yīng)用范圍如：電話和移動(dòng)通信系統(tǒng)；廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè)；汽車工業(yè)；醫(yī)用設(shè)備；解決電磁兼容(EMC)等方面。
（3） 導(dǎo)電膠粘劑 的另**應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電**片與磁體晶體的粘接。導(dǎo)電膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接。用于電池接線柱的粘接是當(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電膠粘劑的又**用途。
（4）導(dǎo)電膠粘劑 能形成足夠強(qiáng)度的接頭，因此，可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。
5．**外導(dǎo)電膠的應(yīng)用情況
目前**市場(chǎng)上**些高尖端的領(lǐng)域使用的導(dǎo)電膠主要以進(jìn)口為主：美國的Ablistick公司、3M公司幾乎占領(lǐng)了全部的IC和LED領(lǐng)域，日本的住友和臺(tái)灣翌華也有涉及這些領(lǐng)域。日本的Three-Bond公司則控制了整個(gè)的石英晶體諧振器方面導(dǎo)電膠的應(yīng)用。**的導(dǎo)電膠生產(chǎn)廠家有上合所，有研鋼院，深隆等。
ZH-DD-HY系列的導(dǎo)電膠主要適用于LED、大功率LED、 LED數(shù)碼管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、點(diǎn)陣塊、顯示屏、晶振、諧振器、太陽能電池、光伏電池、蜂鳴器、陶瓷電容、半導(dǎo)體分立器件等各種電子元件和組件的封裝以及粘結(jié)等。應(yīng)用范圍涉及電子元器件、電子組件、電路板組裝、顯示及照明工業(yè)、通訊、汽車電子、智能卡、射頻識(shí)別等領(lǐng)域。
5．導(dǎo)電膠的應(yīng)用及面臨的技術(shù)難題
導(dǎo)電膠主要存在以下問題：
(1)電導(dǎo)率低，對(duì)于**般的元器件，大多導(dǎo)電膠均可接受，但對(duì)于功率器件，則不**定。
(2)粘接效果受元器件類型、PCB(印刷線路板)類型影響較大；
(3)固化時(shí)間長(zhǎng)。
由基體樹脂和金屬導(dǎo)電粒子組成的導(dǎo)電膠，其電導(dǎo)率往往低于Pb／Sn焊料。為了解決這**問題，**外的科研工作者做了以下的努力：增加樹脂網(wǎng)絡(luò)的固化收縮率；用短的二羧酸鏈去除金屬填充物表面的潤(rùn)滑劑；用醛類去除金屬填充物表面的金屬氧化物；采用納米**的填充粒子等。
(4)導(dǎo)電膠 的另**個(gè)技術(shù)問題是相對(duì)較低的粘接強(qiáng)度，在節(jié)距小的連接中，粘接強(qiáng)度直接影響元件的抗沖擊性能。
6．結(jié)束語
微電子封裝技術(shù)正處于高速發(fā)展階段, 導(dǎo)電膠以其諸多優(yōu)點(diǎn)成為錫鉛焊料未來可能的替代品, 但仍存在許多制約其廣泛應(yīng)用的缺陷, 目前對(duì)導(dǎo)電膠的研究主要集中在下述幾個(gè)方面。
(1) 新體系的開發(fā)
現(xiàn)在使用的導(dǎo)電膠大部分都是環(huán)氧樹脂體系。但是, 環(huán)氧樹脂存在固化溫度高、易吸水等缺點(diǎn),環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠的粘接強(qiáng)度相對(duì)Pb /Sn 體系偏低,銀系導(dǎo)電膠有銀遷移和腐蝕作用; 銅和鎳易氧化,導(dǎo)電膠中多用胺類等污染環(huán)境的固化劑及偶合劑,導(dǎo)電率較低且固化時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。因此, 聚合物的共混( 導(dǎo)電膠和導(dǎo)電聚合物的共混, 改善其綜合性能) 和改性、固化劑的改性以及導(dǎo)電粒子的表面活性處理、覆鍍合金或低共熔合金和由此制備的新型導(dǎo)電聚合物是近幾年的研究重點(diǎn)。
(2) 固化動(dòng)力學(xué)的研究
通過固化動(dòng)力學(xué)的研究, 可以對(duì)導(dǎo)電膠的聚合過程得到更深的認(rèn)識(shí), 為選擇高效率的固化劑提供指導(dǎo)固化動(dòng)力學(xué)的研究可以通過原位紅外光譜分析來實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)固化過程中活性基團(tuán)紅外光譜的原位分析推斷固化過程中發(fā)生的反應(yīng), 進(jìn)而優(yōu)化固化體系。
(3) 新固化方式的實(shí)現(xiàn)
低溫甚至室溫連接是未來連接材料的發(fā)展趨勢(shì)。UV 固化、電子束固化已經(jīng)在涂料、油墨、光刻膠等材料中得到應(yīng)用。利用UV 固化、電子束固化得到接近金屬焊料的連接強(qiáng)度, 將**大推動(dòng)導(dǎo)電膠的大規(guī)模應(yīng)用, 我們正在進(jìn)行有關(guān)這方面的研究, 已取得了令人滿意的固化效果和連接強(qiáng)度。目前我國電子產(chǎn)業(yè)正大量引進(jìn)和開發(fā)SMT 生產(chǎn)線, 導(dǎo)電膠 在我國必然有廣闊的應(yīng)用前景。但我國在這方面的研究起步較晚, 目前所需用的高性能導(dǎo)電膠主要依賴進(jìn)口, 因此必須大力加強(qiáng)粘接溫度和固化時(shí)間、粘接壓力、粒子含量等因素導(dǎo)電膠可靠性的影響的研究和應(yīng)用開發(fā), 制備出新型的導(dǎo)電膠, 以提高我國電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力。
我司常備：雙組份導(dǎo)電膠，單組份導(dǎo)電膠，環(huán)氧導(dǎo)電膠，有機(jī)硅導(dǎo)電膠，銅鍍銀導(dǎo)電膠，導(dǎo)電銀膠等產(chǎn)品。
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